Estados físicos da matéria

Aula sobre os estados físicos da matéria e suas mudanças.

1. Estados Físicos da Matéria Química Prof Carlos Priante AULA 10

2. Estados físicos de uma substancia é definido pelo grau de agregação de suas moléculas.

3. Sólido Líquido Gasoso Os principais são: Imagem: Almirante Harley D. Nygren / domínio público. Imagem: kkic / GNU Free Documentation License . Imagem: Kevin Saff / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.

4. O 4° ... Não é tão comum aqui na Terra, mas que por incrível que pareça, acredita-se que  99%  de tudo que existe no universo esteja nesse quarto estado, chamado de  plasma Para se formar o plasma, é necessário que a matéria no estado gasoso seja aquecida a temperaturas elevadíssimas, como ocorre, por exemplo, no núcleo das estrelas, como o do nosso Sol, O plasma é formado por um conjunto quente e denso de átomos livres, elétrons e íons, em uma distribuição quase neutra (números de partículas positivas e negativas é praticamente igual), que possuem comportamento coletivo.

5. Sólido Neste estado os átomos estão em um estado de agitação baixo, podendo ser concentrados mais átomos em um mesmo espaço físico. A força de coesão supera a força de repulsão, porém um aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode aumentar a força de repulsão. Possui forma e volume fixos.

6. Líquido Ocorre quando as moléculas já estão um pouco mais dispersas em relação à mesma matéria no estado sólido. A força de coesão se iguala a força de repulsão, porém um aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode aumentar a força de repulsão. Substâncias no estado líquido têm volume fixo, porém a sua forma pode variar.

7. Vapor Acontece quando as partículas que formam a matéria estão bastante afastadas, dispersas no espaço. A força de repulsão supera a força de coesão, rompendo a ligação entre as moléculas. Por isso, elas podem ter a forma e o volume variáveis.

8. Mudanças de Estado Físico A influência de fatores externos como Pressão e Temperatura fazem a matéria se apresentar ora em um, ora em outro estado físico.

9. Ponto de Fusão/Solidificação Ponto de Fusão (PF) é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido . Ponto de Solidificação (PS) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes o líquido passa para o estado sólido.

10. Substância Ponto de Fusão ( °C ) água álcool -114 alumínio 659 cloreto de sódio 800 cobre 1 083 chumbo 327 enxofre 119

11. Ponto de Ebulição/Liquefação Ponto de Ebulição (PE) a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado gasoso. Ponto de Liquefação (PL) ou de Condensação (PC) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes, o vapor irá passar para o estado líquido.

12. Substância Ponto de ebulição ( °C ) água 100 álcool 78 cobre 2 595 chumbo 1 744 enxofre 445 ferro 3 000

13. O Diagrama de Fases Mapa de Pressões e Temperaturas que indica os Estados Físicos em que uma substância pura pode se apresentar e suas possíveis mudanças de Estado Físico. O Diagrama de Fases é composto por três curvas que delimitam tais Estados Físicos.

14. Pressão Temperatura p T p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 P c P T 2 3 T T T C

15. Pontos do Diagrama

16. P T : PONTO TRIPLO : Indica os valores de pressão e temperatura nos quais a substância coexiste nos TRÊS ESTADOS FÍSICOS (Sólido, Líquido e Vapor). É o ponto em que as três curvas se interceptam . Pressão Temperatura p T Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás T T P T

17. P c : PONTO CRÍTICO : Indica o limite que determina se a substância é um vapor ou um GÁS . Ele mostra a temperatura crítica a partir da qual a substância passa a ser um GÁS . Pressão Temperatura p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás T C P C

18. Curvas do Diagrama

19. CURVA 1 CURVA DE FUSÃO - SOLIDIFICAÇÃO: fronteira entre os estados SÓLIDO-LÍQUIDO. Ou seja, sobre essa curva (com os respectivos valores de temperatura e pressão) a substância coexiste naqueles Estados Físicos sofrendo FUSÃO ou SOLIDIFICAÇÃO. Pressão Temperatura p T p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 P c P T 2 3 T T T C

20. CURVA 2 CURVA DE VAPORIZAÇÃO - CONDENSAÇÃO: fronteira entre os estados LÍQUIDO-VAPOR. Ou seja, sobre essa curva a substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo VAPORIZAÇÃO ou CONDENSAÇÃO. Pressão Temperatura p T p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 P c P T 2 3 T T T C

21. CURVA 3 CURVA DE SUBLIMAÇÃO - RESSUBLIMAÇÃO: Fronteira entre os estados VAPOR-SÓLIDO. Ou seja, sobre essa curva, a substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo Sublimação ou Ressublimação (Sublimação Reversa). Pressão Temperatura p T p C Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 P c P T 2 3 T T T C

22. Ex.: O gelo seco virando “fumaça” ou o CO 2 sendo transformado em gelo seco.

23. ÁGUA PURA Temperatura (° C) a 1 atm Tempo S ólido Sólido + Líquido Líquido + Vapor Vapor PF = 0°C PE = 100°C Líquido – 10°C Diagrama de Mudança de Estado Físico

24. ÁGUA + AÇÚCAR Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido Sólido + Líquido Líquido + Vapor ∆TE – 15°C ∆TF Vapor Líquido

25. Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido + L íquido Líquido + Vapor MISTURAS EUTÉTICAS ∆TE – 15°C TF Sólido Vapor Líquido Misturas Eutéticas são misturas que mantêm sua temperatura constante durante a fusão/solidificação.

26. Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido e Líquido Líquido + Gasoso TE – 15°C ∆TF Sólido Vapor Líquido Misturas Azeotrópicas são misturas que mantêm sua temperatura constante durante a vaporização/condensação. MISTURAS AZEOTRÓPICAS

27. Curva de Aquecimento e Resfriamento

28. Influência de Fatores Externos

29. Calor   CALOR SENSÍVEL : provoca apenas variação na temperatura do corpo, sem que aconteça mudança no seu estado de agregação, ou seja, se o corpo é sólido continua sólido e o mesmo acontece com os estados líquidos e gasosos.  CALOR LATENTE : é a grandeza física que informa a quantidade de energia térmica (calor) que uma unidade de massa de uma substância deve perder ou receber para que ela mude de  estado físico , ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e assim por diante.  MASSA QUANTIDAE DE CALOR

30. Temperatura T Temperatura 3T Pressão Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais , assim, quanto MAIOR A PRESSÃO, MAIOR A TEMPERATURA DE EBULIÇÃO.

31. Altitude Quanto MAIOR a ALTITUDE, MENOR a TEMPERATURA DE EBULIÇÃO e vice-versa, visto que Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais. Por esse motivo, a água ferve a uma temperatura mais baixa nas montanhas do que ao nível do mar!

32. La Paz: 87 ºC 3600 m Quito: 90 ºC 2850 m Brasília: 96 ºC 1100 m São Paulo: 98 ºC 750 m Santos: 100 ºC Nível do mar 0 m Altitude

33. Curiosidades

34. Qual a diferença entre VAPOR e GÁS? VAPOR: Estado Físico que é capaz de estar em equilíbrio com o Estado Líquido ou Sólido, ou transformar-se nesses estados a partir da variação da Pressão ou Temperatura. Ex.: Quando colocamos água para ferver numa chaleira, obtemos água no estado de vapor.

35. GÁS: Estado Físico que não pode ser alterado apenas pela da variação da Temperatura. Para que haja mudanças no Estado Físico de um gás, é necessário que se varie a sua Pressão. Ex.: O gás de cozinha (GLP – Gás Liquefeito de Petróleo). Dentro do botijão, ele se encontra no estado líquido por estar a altas pressões.

36. E AGORA ?

37. Em uma panela de pressão, a pressão interna é bem maior que a externa, fazendo a temperatura de ebulição da água aumentar, passando a ser algo em torno de 120ºC em vez de 100°C em uma panela aberta. Cozinhando o alimento em uma maior temperatura e portanto mais rapidamente . A panela de Pressão

38. DÚVIDAS ? ? ? ?